2020-2021中考物理綜合題專練∶滑輪組的省力問題附詳細(xì)答案

1、一、初中物理滑輪組的省力問題如圖，某同學(xué)旅游時(shí)，發(fā)現(xiàn)一種利用滾軸和繩子組裝的特殊機(jī)械。當(dāng)?shù)厝私柚@種裝置可以將較重的物體很輕便地搬運(yùn)到二樓上面。他借助該裝置提升100N的重物（不計(jì)摩擦和裝置的自重）。下列說法正確的是（）可以把A、B簡化看成動(dòng)滑輪人將繩拉過lm時(shí)，物體也上升lm物體勻速上升時(shí)，人對繩的拉力為20N利用該裝置不能省力，但能改變力的方向【答案】C【解析】【分析】【詳解】由圖知道，提升物體時(shí)，A的軸固定不動(dòng)，即屬于定滑輪；而B和物體一起移動(dòng)，屬于動(dòng)滑輪，故A錯(cuò)誤；由圖知道，A、B組成的是滑輪組，且25,所以，拉力端移動(dòng)距離s=5h當(dāng)人將繩拉過lm時(shí)，物體上升的高度h=0.2m,故B錯(cuò)

2、誤；不計(jì)摩擦和裝置的自重，人對繩的拉力F=1g=1x100N=20N155故C正確；由以上分析及圖示知道，利用該裝置既能省力，又能改變力的方向，故D錯(cuò)誤。故選Co如圖所示，物體A重100N,沿水平方向勻速拉動(dòng)物體前進(jìn)時(shí)，若物體A與地面間摩擦力f60N,不計(jì)滑輪重和繩與滑輪間摩擦，則繩端的拉力F是N,當(dāng)繩子自由端向左移動(dòng)3米時(shí)，物體A向左移動(dòng)mo【答案】201【解析】【分析】由圖中滑輪組可知，門=3,由于不計(jì)繩重、摩擦及滑輪重，根據(jù)滑輪組的省力公式F=-f得到拉力大小；根據(jù)繩子自由端移動(dòng)的距離與物體運(yùn)動(dòng)的距離的對應(yīng)關(guān)系得到物3體運(yùn)動(dòng)的距離?！驹斀狻坑蓤D可知，與動(dòng)滑輪相連的繩子段數(shù)是23,因不計(jì)繩

3、重、摩擦及滑輪重，則繩端的拉力F4/=r60N=20N2物體運(yùn)動(dòng)的距離為5=1111物33【點(diǎn)睛】本題考查滑輪組省力公式的應(yīng)用，關(guān)鍵是公式及其變形的靈活運(yùn)用，難點(diǎn)是對動(dòng)滑輪上繩子段數(shù)的判斷。如圖所示，在力F作用下使重200N的物體在水平面上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，當(dāng)&30N時(shí)，物體受到的摩擦力N（不計(jì)滑輪重力和繩與滑輪間的摩擦）；當(dāng)物體移動(dòng)4m時(shí)，繩子自由端移動(dòng)的距離m。Z/Z/Z/Z/Z/【答案】608【解析】【詳解】由圖知道，使用動(dòng)滑輪時(shí)，n=2,由于不計(jì)滑輪重力和摩擦，所以，繩子自由端的拉力是：2即物體受到的摩擦力是：2F=2x30N=60N；2由于“2,所以，當(dāng)物體移動(dòng)4m時(shí)，繩子自由端移動(dòng)的

4、距離是：s=2sw=2x4m=8mo如圖所示為家用手搖晾衣架，它是我們生活中經(jīng)常使用的簡單機(jī)械，其中A、B兩滑輪中屬于動(dòng)滑輪的是:若衣服和晾衣架的總重力為200N，晾衣架上升的高度為lm,不計(jì)動(dòng)滑輪重、繩重及摩擦，靜止時(shí)繩的拉力尸=N,繞進(jìn)旋輪上的繩子長度是m。【答案】B504【解析】【分析】【詳解】使用時(shí)，軸隨物體一起移動(dòng)的滑輪叫做動(dòng)滑輪，由圖可知B為動(dòng)滑輪：2由圖可知承重繩為4股，衣服和晾衣架的總重力為200N,所以繩子的拉力200N4=50N承重繩為4股，所以繞進(jìn)旋輪上的繩子長度是5=4/7=4xlm=4m【點(diǎn)睛】如圖所示，某人通過滑輪組將深井中的物體拉至井II己知物體在10s內(nèi)被提升了

5、2m,物體所受重力720N,人對繩子水平向右的拉力300N.(不計(jì)繩重及摩擦)求：人做的有用功閃存用；動(dòng)滑輪的重力G動(dòng)；人拉起貨物時(shí)的機(jī)械效率.【答案】(1)1440J：(2)180N：(3)80%?！窘馕觥俊驹斀狻?1)物體所受重力720N,被提升了2m,則人做的有用功為:W仃用二Gb=720Nx2m=1440J；廠+廠(2)由圖可知，滑輪組的有效繩子段數(shù)為沖3,根據(jù)&，則動(dòng)滑輪的重力為:nG動(dòng)=nF-G=3x300N-720N=180N:(3)根據(jù)Wf,Gh=Gh=GFsFnhFn人拉起貨物時(shí)的機(jī)械效率為:詩720N=80%o300NX3答:(1)人做的有用功為1440J；(2)動(dòng)滑輪的重

6、力為180N：人拉起貨物時(shí)的機(jī)械效率為80%。如圖所示，甲、乙兩套裝置所用滑輪質(zhì)量均相等，用它們分別將所掛重物在相等時(shí)間內(nèi)豎直向上勻速提升相同高度若G嚴(yán)G-所用豎直向上的拉力分別為代和尸一拉力做功的功率分別為片和人，兩裝置的機(jī)械效率分別為幾和弘(忽略繩重和摩擦)，則下列選項(xiàng)中正確的是()甲.A.FF、弘/；2P,P2B坊篤產(chǎn)仏PTC.FtF2PiP2DR4【答案】B【解析】【詳解】CD.不計(jì)繩重及摩擦，因?yàn)槔Γ篎=-(G+G3=2,h2=3,所以繩子受到的拉力分別為:片=*(q+G動(dòng))&=?q+G動(dòng)）因?yàn)镚=G、,故：FPg故CD項(xiàng)錯(cuò)誤；AB.因?yàn)閯?dòng)滑輪重相同，提升的物體重和高度相同，】=G

7、，叫用=G，所以利%用滑輪組做的有用功相同、額外功相同，總功相同；由=X100%可知，機(jī)械效率相“總同，即：U7又因?yàn)樗脮r(shí)間相同，由尸=可知，拉力做功的功率：tPT故A項(xiàng)錯(cuò)誤，B項(xiàng)正確。質(zhì)量是6kg的物體A放在水平桌面上，利用圖所示的裝置使物體以0.2m/s的速度做勻速直線運(yùn)動(dòng)，彈簧測力計(jì)始終保持水平，其示數(shù)為2N,不計(jì)滑輪和繩子的重和滑輪組內(nèi)部的摩擦，則（g取10N/kg）（）作用在繩端的拉力F為6N在Is內(nèi)拉力F做功1.2J在Is內(nèi)拉力F的功率是0.4W水平桌面對物體A的摩擦力是2N【答案】B【解析】【分析】【詳解】繩子上的力是相等的，因?yàn)閺椈蓽y力計(jì)的示數(shù)是2N,所以，作用在繩端的拉力F

8、為2N.故A錯(cuò)誤；根據(jù)圖示可知，滑輪組動(dòng)滑輪上有三股繩子。物體A在Is內(nèi)通過的距離為s=vt=0.2m/sxls=0.2m繩子自由端移動(dòng)的距離為s=3s=3x0.2m=0.6m在Is內(nèi)拉力F做功為W=FS=2NxO.6m=1.2J故B正確;C.在Is內(nèi)拉力F的功率為=1.2W故C錯(cuò)誤；D由圖可知，承擔(dān)摩擦力的繩子股數(shù)是3,物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)，則3所以/=6N故D錯(cuò)誤。故選B。8.如圖所示，工人師傅用250N的力尸將重為400N的物體在20s內(nèi)勻速提升2m,若不計(jì)繩重和摩擦，以下說法錯(cuò)誤的是：()動(dòng)滑輪重力為100N工人做功的功率為50W滑輪組的機(jī)械效率為53.3%若提升物重變?yōu)?00N,則拉力

9、F為300N【答案】C【解析】【詳解】由圖知n=2,不計(jì)繩重和摩擦，拉力：f=*(g+g動(dòng));則動(dòng)滑輪的重力：G.f=2F-G=2x250N-400N=100N；故A正確，不符合題意；繩自由端移動(dòng)的距離：j=2/?=2x2nWm:拉力做的功：=Fs=250Nx4m=1000J工人做功的功率即為拉力F的功率:=50W:故E正確，不符合題意;W=G/?=400Nx2ni=800J:拉力做的有用功：滑輪組的機(jī)械效率：yQQQT一冇X1OO%=X100%=80%1000J故C錯(cuò)誤，符合題意；D.若提升物重變?yōu)镚=500N,則拉力為:(500N+100N)=300N；故D正確，不符合題意。9.如圖所示，

10、用滑輪組提重力為140N的物體，當(dāng)拉力為50N時(shí)，物體對地面的壓力剛好為0N。若重物與地面的接觸面積S=2xl02m2,不計(jì)繩重和摩擦，每個(gè)滑輪質(zhì)量相同，繩對Pa。滑輪的拉力方向均可看成在豎直方向。若拉力F為40N,則定滑輪對天花板的拉力為重物對地面的壓強(qiáng)為【答案】901.5xl03【解析】【分析】【詳解】2滑輪組的動(dòng)滑輪繞3段繩，不計(jì)繩重和摩擦，當(dāng)拉力為50N時(shí)，物體對地面的壓力剛好為0N,拉力的人小1F1=3（G+G功）動(dòng)滑輪的重力G=3Fi-G=3x50N-140N=10N每個(gè)滑輪質(zhì)量相同，定滑輪的重力等于動(dòng)滑輪的重力為10N,對定滑輪受力分析，受到重力、下方兩段繩子的拉力，天花板的拉力

11、，根據(jù)平衡條件得到FbG宦+2F=10N+2x40N=90N由力的作用相互性可知，定滑輪對天花板的拉力是90N。拉力F為40N時(shí)，滑輪組的動(dòng)滑輪對物體的拉力F2=3F-G=3x40N-10N=110N地面對物體的支持力Fx=G-F2=140N-110N=30N由力的作用相互性可知物體對地面的壓力F滬F尸30N物體對地面的壓強(qiáng)F”：30N.p=；一-=1.5xlO3PaS2x10-nr10如圖所示的滑輪裝置，重為5牛的物體掛在繩端，力F作同在滑輪的軸上，滑輪在力F的作用下以2米/秒的速度勻速向上運(yùn)動(dòng).若不計(jì)滑輪重及摩擦，則拉力F的人小和物體向上運(yùn)動(dòng)的速度為A.10牛，4米/秒B.2.5牛，4米/

12、秒C.10牛，2米/秒D.2.5牛，2米/秒【答案】A【解析】【分析】【詳解】由圖可知，該滑輪是動(dòng)滑輪，當(dāng)滑輪在力F的作用下以2米/秒的速度勻速向上運(yùn)動(dòng)，重物的速度為：2X2m/s=4m/s此時(shí)拉力應(yīng)該是物重的2倍，因此拉力為：F=2G=2X5N=10N故選A.11用圖3甲、乙兩種方式勻速提升重為100N的物體，已知滑輪重20N、繩重和摩擦力機(jī)械效率:b.手的拉力:f甲vf乙;機(jī)械效率：n甲vn乙手的拉力：FqF乙；機(jī)械效率：rwVr）乙手的拉力:FqF乙；機(jī)械效率:n甲r）乙【答案】D【解析】【分析】【詳解】由圖可知，甲滑輪是定滑輪，使用該滑輪不省力，所以拉力等于物體的重力；乙滑輪是動(dòng)滑輪，

13、使用該滑輪可以省一半的力，即拉力等于物體和滑輪總重力的一半，則手的拉力：F（pF乙；兩幅圖中的W勺是克服物體重力做的功是相同的，但乙圖中拉力做功要克服動(dòng)滑輪的重力做功，比甲圖中做的總功要多，所以結(jié)合機(jī)械效率公式=1可知，有用功相同時(shí)，總功越大的，機(jī)械效率越小;所以選D.12如圖所示為建筑工地上常用的吊裝工具，物體M是重5000N的配重，杠桿AB的支點(diǎn)為0,已知長度0A:08=1:2,滑輪下面掛有建筑材料P，每個(gè)滑輪重100N,工人體重為700N,杠桿與繩的自重、滑輪組摩擦均不計(jì)。當(dāng)工人用300N的力豎直向下以lm/s的速度勻速拉動(dòng)繩子時(shí)（）B0A.建筑材料P上升的速度為3m/sB.物體M對地面

14、的壓力為5000NC.工人對地面的壓力為400ND.建筑材料P的重力為600N【答案】C【解析】【分析】【詳解】物重由2段繩子承擔(dān)，建筑材料P上升的速度v=v=Xlm/s=0.5m/s22故A錯(cuò)誤；定滑輪受向下的重力、3段繩子向下的拉力、杠桿對定滑輪向上的拉力，由力的平衡條件可得Fa=3F+G=3X300N+100N=1000N杠桿對定滑輪的拉力和定滑輪對杠桿的拉力是一對相互作用力，人小相等，即Fa=FJ=1000N根據(jù)杠桿的平衡條件FfiiXOA=FBXOBt且0A0BJ2,所以O(shè)A0AFb=FaX=1000NX-=500NOB204因?yàn)槲矬w間力的作用是相互的，所以杠桿對物體M的拉力等于物體

15、M對杠桿的拉力，即Fb=Fb=500N物體M受豎直向下的重力、豎直向上的支持力、豎直向上的拉力，則物體M受到的支持力為FmGm-Fb=5000N-500N=4500N因?yàn)槲矬w間力的作用是相互的，所以物體M對地面的壓力Fm計(jì)Fm文持=4500N故B錯(cuò)誤；當(dāng)工人用300N的力豎直向卞拉繩子時(shí)，因力的作用是相互的，則繩子對工人會施加豎直向上的拉力，其人小也為300N,此時(shí)人受豎直向卞的重力G、豎直向上的拉力F、豎直向上的支持力F支，由力的平衡條件可得F+F奸G,則F;i.=G-F=700N-300N=400N因?yàn)榈孛鎸θ说闹С至腿藢Φ孛娴膲毫κ且粚ο嗷プ饔昧Γ诵∠嗟龋怨と藢Φ孛娴膲毫lt；

16、=Fi=400N故C正確；由圖可知2,且滑輪組摩擦均不計(jì)，由Q*G+G幼）可得，建筑材料P重G=2F-G=2x300N-100N=500N故D錯(cuò)誤。故選Co13如圖，水平桌面上的物體A重100N,物體B重40N,此時(shí)物體B恰能勻速下降；當(dāng)用一水平向左的力F拉動(dòng)物體A在2s內(nèi)勻速向左移動(dòng)lm的過程中，若不計(jì)動(dòng)滑輪和繩的重力，不計(jì)繩與滑輪及滑輪軸間的摩擦，則下列說法正確的是（）A.B上升了2mB.拉力F的功率為20W物體A與桌面間的滑動(dòng)摩擦力為40ND.吊著B物體的繩子所做的功為40J【答案】B【解析】【分析】【詳解】A.滑輪組的動(dòng)滑輪繞2段繩，當(dāng)用一水平向左的力F拉動(dòng)物體A在2s內(nèi)勻速向左移動(dòng)l

17、m的過程中，A移動(dòng)的距離為B升高高度的2倍，B上升了lm=0.5m92故A錯(cuò)誤；BC.當(dāng)A向右做勻速直線運(yùn)動(dòng)，A水平方向上受到水平向右的拉力和向左的摩擦力為一對平衡力，故r11戶一Gb=x40N=20N,22當(dāng)A向左做勻速直線運(yùn)動(dòng)，水平方向上受到水平向左的拉力、向右的摩擦力、B對A的拉力，由于滑動(dòng)摩擦力的人小跟壓力人小和接觸面的粗糙程度有關(guān)，因壓力不變，接觸面的粗糙程度不變，故摩擦力不變，所以向右的摩擦力為：戶20N.A向左做勻速直線運(yùn)動(dòng)，受到平衡力的作用，A受到的水平向左的拉力為：F=f+-Gb=20N+20N=40N,2拉力F的功率為：WFs40NxlmP=20W,tt2s故B正確，C錯(cuò)誤

18、；繩子拉力對物體B所做的功為：w二Gb加=40Nx05m=20J,D錯(cuò)誤.14在水平桌面上放一個(gè)重300N的物體，物體與桌面的摩擦力為60N,如圖所示，若不考慮繩的重力和繩的摩擦，使物體以O(shè).lm/s勻速移動(dòng)時(shí)，水平拉力F和其移動(dòng)速度的人小A.300NO.lm/sB.15ONO.lm/sC.6ONO.2m/sD.3ONO.2m/s【答案】D【解析】【分析】【詳解】由于物體在水平面上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，所以物體所受拉力等于物體受到的摩擦力：滑輪組是由兩根繩子承擔(dān)動(dòng)滑輪，所以繩子末端拉力尸=丄/=-x60N=30N22有兩段繩子與動(dòng)滑輪接觸，繩子自由端移動(dòng)的距離是物體移動(dòng)距離的2倍，故繩子自由端移動(dòng)速

19、度是物體移動(dòng)速度的2倍，即尸Om/sx2=02m/s故選615如圖所示，在水平地面上，木箱重600N,受到的摩擦力為300N,用力F拉動(dòng)木箱使它勻速直線運(yùn)動(dòng)了2m（不計(jì)滑輪重量及繩與滑輪間的摩擦）,下列說法正確的是()拉力F的人小為1OONB.拉力F的人小為2OONC.繩自由端移動(dòng)了4mD.繩自由端移動(dòng)了lm【答案】C【解析】【詳解】AB.由圖知，n=2,不計(jì)滑輪重及繩與滑輪間的摩擦，則拉力F=l/=lx300N=150N22故A、B錯(cuò)誤；CD.繩子的自由端移動(dòng)的距離s=2%=2x2m=4m故C正確、D錯(cuò)誤。故選Co16.如圖所示，置于水平桌面上的物體A重50N,物體B重30N,動(dòng)滑輪重10N

20、,物體B在勻速下降了40cm的過程中，拉動(dòng)物體A在水平桌面上勻速移動(dòng)了一段距離，忽略繩重及滑輪軸上的摩擦，則下列說法正確的是()物體A移動(dòng)了20cm繩子拉力對物體A做的功是8J物體A與桌面的滑動(dòng)摩擦力為30N若對物體A施加一個(gè)水平向左的力F,使物體B可以勻速上升，則力F的人小為40N【答案】D【解析】【分析】【詳解】由圖可知，有兩段繩子拉著動(dòng)滑輪，則拉力移動(dòng)的距離為物體上升高度的2倍，物體B下降了40cm,則A移動(dòng)的距離為S=2h=2x40cm=80cn=0.8m故A錯(cuò)誤；物體B重30N,動(dòng)滑輪重ION,忽略繩重及滑輪軸上的摩擦，則拉動(dòng)A的力的犬小為F=+(Ge+G動(dòng))=|(30N+10N)=

21、20N繩子拉力對物體A做的功為W=FS=20Nx0.8m=16J故B錯(cuò)誤：物體A在水平方向上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，在水平方向上受到向左的摩擦力和向右的拉力，這兩個(gè)力是一對平衡力，大小相等，所以摩擦力為f=F=20N故C錯(cuò)誤；用一水平向左的力F拉動(dòng)物體A,則A在水平方向上受到三個(gè)力的作用：向左的拉力F、向右的物體B的拉力和向右的摩擦力，物體B勻速上升，物體A也勻速移動(dòng)，這時(shí)物體A受到平衡力，則拉力為F=./+F/=2()N+20N=40NF=f+F=20N+20N=40N故D正確。故選D。17.如圖所示，不計(jì)繩子的質(zhì)量和一切摩擦作用，整個(gè)系統(tǒng)處于靜止平衡狀態(tài)。重物6TOON,每一個(gè)滑輪重力均為20N,

22、則下列說法正確的是（）b處繩子的拉力為50NG2=280Ne處繩子的拉力為140NG2=2OON【答案】C【解析】【分析】【詳解】A.由圖知，a、b、c、/在同一根繩上，拉力相同；e、f在同一根繩上，拉力相同；Gi由兩根繩子承擔(dān)則b處繩子的拉力為故A錯(cuò)誤；C.e處繩子的拉力為F=2Fb+G動(dòng)=2x60N+20N=140N故C正確；BD.G2由兩根繩子加上f承擔(dān)，則G,+G曲=2Fb+Ff巧=2坨+G動(dòng)則q=4&=4x60N=240N故B、D錯(cuò)誤。故選C。18使用一個(gè)動(dòng)滑輪勻速提升一個(gè)物體時(shí)，若分別沿如圖所示的方向用力F2和/則這三個(gè)力的大小關(guān)系是：AFi=F2=F3c.f3f2f1【答案】c【解析】【分析】B.FiF2F3D.F2F?Fi【詳解】固定繩子的一端與動(dòng)滑輪接觸的地方為支點(diǎn)，各力臂如下:可知F1的力臂為直徑，力